直流無刷電機控制原理
直流無刷電機控制原理
很多人說無刷電機跟有刷電機有不同，的確，無刷電機取消了物理碳刷，改進了有刷電機的碳刷磨損快，以及碳刷摩擦噪聲和高速運轉(zhuǎn)時的火花產(chǎn)生問題。但是由于沒有了物理碳刷這個轉(zhuǎn)向的模塊，所以無刷電機要改為數(shù)字信號控制，加入無刷驅(qū)動器來控制就成為了必要條件。
直流無刷驅(qū)動器包括電源模塊及控制模塊 ：電源模塊提供三相電源給無刷電機供電，控制模塊則根據(jù)信號轉(zhuǎn)換輸入電源頻率。
電源模塊可以直接以直流電輸入(一般為12V/24V/48V)或以交流電輸入(220 V)，如果輸入是交流電就得先經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉(zhuǎn)入電機線圈前須先將直流電壓由換流器轉(zhuǎn)成3相電壓來驅(qū)動電機。
控制模塊則提供PWM(脈沖寬度調(diào)制)決定電機功率及換流器換相的時機。直流無刷電機一般希望使用在當(dāng)負(fù)載變動時速度可以穩(wěn)定于設(shè)定值而不會變動太大的速度控制，所以無刷電機內(nèi)部裝有能感應(yīng)磁場的傳感器（一般為霍爾傳感器），作為速度的閉回路控制，同時也作為相序控制的依據(jù)。但這只是用來作為速度控制并不能作為定位控制。定位控制和伺服電機一樣需要加裝編碼器。大多數(shù)的無刷電機與伺服電機相同都是閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
要讓無刷電機轉(zhuǎn)動起來，首先控制模塊就必須根據(jù)傳感器感應(yīng)到的無刷電機轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定子繞線決定開啟(或關(guān)閉)換流器中功率晶體管的順序，換流器中之AH、BH、CH(這些稱為上臂功率晶體管)及AL、BL、CL(這些稱為下臂功率晶體管)，使電流依序流經(jīng)電機線圈產(chǎn)生正向(或反向)旋轉(zhuǎn)磁場，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，如此就能使電機正/反轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到傳感器感應(yīng)出另一組信號的位置時，控制模塊又再開啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)，無刷電機就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到控制模塊決定要無刷電機停止則關(guān)閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管)；要無刷電機反向轉(zhuǎn)動則功率晶體管開啟順序相反。
